i
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
o0o ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT
CHANH DÂY LÊN MEN
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 4
2.1.Khái quát về nước giải khát lên men từ trái cây 4
2.2. Giới thiệu về chanh dây 5
2.2.1. Nguồn gốc và đặc diểm 5
2.2.1.2. Lá 6
2.2.1.1. Cây 6
2.2.1.3. Hoa 7
2.2.1.4. Quả 8
2.2.1.5. Hạt 9
2.2.1.6. Thu hoạch và bảo quản chanh dây 9
2.2.2. Ứng dụng của trái chanh dây 11
2.3. Tổng quan về nấm men 12
2.3.1. Đặc điểm hình thái, kích thước tế bào nấm men 12
2.3.2. Cấu tạo tế bào nấm men 13
iv
2.3.2.1. Thành tế bào 13
2.3.2.2. Màng nguyên sinh chất 13
2.3.2.3. Chất nguyên sinh 13
2.3.2.5. Ribosome 13
2.3.2.4. Ti thể 13
2.3.2.6. Nhân 14
2.3.2.7. Không bào 14
2.3.2.8. Volutin 14
2.3.2.9. Mạng lưới nội chất 14
2.3.3. Thành phần hóa học của nấm men 15
2.3.4. Sự sinh trưởng và phát triển cúa nấm men 15
2.4.4.1. Sự sinh trưởng của nấm men 15
2.3.4.2. Sự sinh sản của nấm men 17
2.4. Tổng quan về quá trình lên men 18
2.4.1. Tác nhân lên men 18
3.1.7. Natri carbonat 28
28
28
3.2.1. Phương pháp đếm số lượng tế bào nấm men 28
3.2.1.1. Đếm số tế bào nấm men trong 1ml nấm men thương mại 28
3.2.1.2. Tiến hành 29
3.2.2. Phương pháp xác định lượng đường tổng, đường khử 29
3.2.2.1. Nguyên tắc 29
3.2.2.2. Dụng cụ, hóa chất 29
3.2.2.3. Cách tiến hành 30
3.2.3. Phương pháp xác định hàm lượng acid toàn phần 31
3.2.3.1. Nguyên tắc 31
3.2.3.2. Dụng cụ, hóa chất 31
3.2.3.3. Cách tiến hành 31
3.2.3.4. Tính kết quả 32
3.2.4. Phương pháp xác định nồng độ chất khô hòa tan 32
3.2.4.1. Dụng cụ 32
3.2.4.2. Phương pháp thực hiện 32
3.2.5. Phương pháp xác định pH của dung dịch 33
iv
3.2.5.1. Dụng cụ 33
3.2.5.2. Phương pháp thực hiện 33
3.2.6. Phương pháp định lượng vitamin C 33
3.2.6.1. Nguyên tắc 33
3.2.6.2. Dụng cụ và hóa chất 34
3.2.6.3. Cách tiến hành 34
3.2.6.4. Kết quả 34
3.2.7. Phương pháp xác định độ cồn 34
3.2.7.1. Nguyên tắc 35
3.2.7.2. Hóa chất 35
4.1. Kết quả phân tích nấm men thương mại (Saccharomyces cerevisiae) 50
4.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme pectinase đến quá trình thủy phân dịch ruột
chanh dây 51
4.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian thủy phân dịch ruột chanh dây bằng enzyme
pectinase 52
4.4. Khảo sát ảnh hưởng thời gian lên men đến quá trình lên men 53
4.5. Khảo sát tỷ lệ pha loãng dịch quả chanh dây 57
4.6. Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất khô đến quá trình lên men 60
4.7. Khảo sát ảnh hưởng pH đến quá trình lên men 64
4.8. Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ men giống đến quá trình lên men 68
4.9. Đánh giá chất lượng sản phẩm 72
4.10. Kết quả kiểm tra vi sinh 73
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74
5.1. Kết luận 74
5.2. Những hạn chế trong luận văn 77
5.3. Đề nghị 77
Tài liệu tham khảo I
Phụ lục A II
Phụ lục B III
Phụ lục C IV
vi
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Thành phần hóa học của trái chanh dây cho 100g dịch 10
Bảng 2.2: Sự khác nhau về thành phần dinh dưỡng giữa nước ép chanh dây đỏ và vàng 10
Bảng 3.1: Thành phần của đường saccharose Biên Hoà 25
Bảng 4.1: Hiệu suất thu hồi dịch quả sau khi xử lý enzyme pectinase ở các nồng độ khác nhau . 51
Bảng 4.2: Hiệu suất thu hồi dịch quả theo thời gian 52
Bảng 4.3: Bảng các thông số khi khảo sát thời gian lên men 54
Hình 3.5: Brix kế 32
Hình 3.6: Máy đo pH 33
Hình 3.7: Sơ đồ quy trình chế biến nước giải khát chanh dây lên men 37
Hình 3.8: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định lượng enzyme thích hợp 42
Hình 3.9: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân dịch ruột chanh dây thích hợp 43
v
Hình 3.10: Sơ đồ bố trí thí nghiệm thời gian lên men tối ưu 44
Hình 3.11: Sơ đồ bố trí thí nghiệm tỷ lệ pha loãng dịch quả chanh dây thích hợp 45
Hình 3.12: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng đường thích hợp cho quá trình lên
men 46
Hình 3.13: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định pH thích hợp cho quá trình lên men 47
Hình 3.14: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ lên nấm men bổ sung thích hợp cho quá trình lên
men 48
Hình 4.1: Tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae 50
Hình 4.2: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của hàm lượng enzyme pectinase đến hiệu suất thu hồi
dịch quả 51
Hình 4.3: Biểu đồ biểu diễn thời gian thủy phân đến hiệu suất thu hồi dịch quả 53
Hình 4.4: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của thời gian lên men đến quá trình lên men 56
Hình 4.5: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của thời gian đến số lượng tế bào nấm men 56
Hình 4.6: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng đến quá trình lên men 59
Hình 4.7: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng đến số lượng tế bào nấm men 60
Hình 4.8: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ chất khô ban đầu lên quá trình lên men 63
Hình 4.9: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ chất khô ban đầu đến số lượng tế bào nấm
men 63
Hình 4.10: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của pH ban đầu lên quá trình lên men 66
Hình 4.11: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của pH ban đầu đến số lượng tế bào nấm men 67
Hình 4.12: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến quá trình lên men 70
Hình 4.13: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men số lượng tế bào nấm men 70
Hình 5.1: Quy trình chế biến nước giải khát chanh dây lên men 76
Hình 5.2 - Sản phẩm nước giải khát chanh dây lên men 77
LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô thuộc bộ môn Công
nghệ thực phẩm trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ TPHCM đã truyền
đạt cho em rất nhiều kiến thức bổ ích trong suốt hơn 4 năm và đã tạo
điều kiện cho em được thực hiện đồ án tốt nghiệp này.
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Dương
Tâm Anh, người đã hướng dẫn em rất tận tình trong suốt thời gian thực
hiện đồ án
Bên cạnh đó, em cũng xin cảm ơn các bạn khóa 2006 - Ngành Công
nghệ thực phẩm đã giúp đỡ em rất nhiều trong thời gian nghiên cứu tại
+ Khảo sát sự ảnh hưởng của pH ban đầu đến quá trình lên men: pH thích hợp nhất cho quá
trình lên men là 4,5
+ Khảo sát tỷ lệ nấm men bổ sung vào dịch lên men: Tỉ lệ nấm men thích hợp nhất là 1%
so với dịch lên men.
+ Sản phẩm nước giải khát chanh dây lên men có màu vàng, có hương thơm dịu của chanh
dây, vị hài hòa, êm dịu. Sản phẩm đạt yêu cầu về mặt vi sinh theo tiêu chuẩn của Viện vệ sinh – y
tế công cộng.
Chương 1: Giới thiệu GVHD: TS. Nguyễn Dương Tâm Anh
1
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1. Tình hình nghiên cứu nước giải khát và nước giải khát lên men
Nước giải khát là một loại đồ uống đóng vai trò quan trọng đối với đời sống con người, ngoài
việc cung cấp cho con người một lượng nước đáng kể nó còn bổ sung cho cơ thể một lượng lớn
các chất dinh dưỡng. Vì vậy nước giải khát trở thành nhu cầu tất yếu không thể thiếu được đối
với cuộc sống của con người.
1.1.1. Tình hình sản xuất nước giải khát trên thế giới
Ngành sản xuất nước giải khát đang phát triể
truyền thống là loại nước giải khát pha chế từ: đường, hương liệu, màu, CO
2
và một số loại hóa
chất khác.
Ngày nay, khi điều kiện sống của con người ngày càng được nâng cao thì nhu cầu sử dụng
nước giải khát ngày càng tăng và đang từng bước chuyển dần từ loại nước giải khát pha chế
truyền thống sang sử dụng loại nước giải khát có chứa các chất dinh dưỡng như các loại axit
amin, vitamin, muối khoáng… được sản xuất từ các loại trái cây. Đây được coi là mặt hàng chiến
lược chủ yếu của thế kỷ XXI, nên nhiều quốc gia như: Mỹ, Hà Lan, Đức, Nhật Bản, Thái Lan,
Trung Quốc… đã và đang tập trung nghiên cứu và sản xuất được nhiều loại nước giải khát từ các
loại trái cây như: cam, dứa, xoài, ổi, táo, lê, dâu, nho, vải… có chất lượng rất cao phù hợp với
nhu cầu ngày càng cao của khách hàng.
thơm ngon rất có lợi cho sức khỏe người tiêu dùng. Vì vậy nước giải khát lên men từ chanh dây
cũng là một sản phẩm đầy tiềm năng cho thị trường trong và ngoài nước. Cũng vì mục đích đón
đầu thị trường, tạo ra một dòng sản phẩm mới làm đa dạng hóa sản phẩm từ chanh dây, mang lại
hiệu quả kinh tế cao, cải thiện đời sống cho bà con nhân dân cũng như thu về ngoại tệ cho đất
nước nên chúng tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu sản xuất nước giải khát chanh dây lên men”.
Chương 1: Giới thiệu GVHD: TS. Nguyễn Dương Tâm Anh
3
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Tiến hành nghiên cứu chế biến nước giải khát lên men từ chanh dây với trọng tâm giải quyết
các vấn đề liên quan đến chất lượng sản phẩm, nâng cao hiệu quả kinh tế của sản phẩm. Trên cơ
sở đó chúng tôi nghiên cứu các vấn đề sau đây:
Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến quá trình lên men.
Khảo sát tỉ lệ phối trộn giữa dịch quả và nước.
Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất khô đến quá trình lên men.
Khảo sát ảnh hưởng pH môi trường đến quá trình lên men.
Khảo sát tỉ lệ men giống sử dụng trong quá trình lên men
Tạo thành phần nước giải khát chanh dây lên men và đánh giá cảm quan sản phẩm.
Chương 2: Tổng quan GVHD: TS. Nguyễn Dương Tâm Anh
4
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN
2.1. Khái quát về nƣớc giải khát lên men từ trái cây
Nước giải khát lên men từ dịch trái cây không qua chưng cất, có độ cồn thấp (6 – 7 % độ
cồn) được xem là loại nước uống tự nhiên có lợi cho sức khỏe vì có chứa nhiều chất dinh dưỡng
của trái cây. Hiện nay trên thị trường xuất hiện nhiều loại nước giải khát với nhiều hương vị khác
nhau (nho, cam…). Tuy nhiên, trên thực tế thì có rất ít các sản phẩm có hương liệu tự nhiên mà
chỉ là hương liệu tổng hợp. Những loại thức uống này hoàn toàn không có dinh dưỡng mà chỉ có
một ít năng lượng là đường, và nếu sử dụng đường hóa học lại còn có hại đối với sức khỏe người
tháng, tương tự như bia.
2.2. Giới thiệu về chanh dây [14], [15], [16]
2.2.1. Nguồn gốc và đặc diểm
Chanh dây còn gọi là lạc tiên, chum bao, chanh leo, mát mát, dây mát, mê ly…Tên khoa
học là: Passiflora edulis.
Giới (regum): Plantae.
Ngành (divisio): Magnoliophyta.
Lớp (class): Magnoliopsida.
Bộ (ordo): Malpighiles.
Họ (familia): Passifloraceae.
Chi (genus): Passiflora.
Loài (species): Passiflora foetida.
Chanh dây thuộc họ Passifloraceae và có họ gần với cây violet. Có hơn 500 loài
Passiflora,thuộc họ Passifloraceae, khoảng 50 trong số đó có thể ăn được. Nhưng chỉ một loài
duy nhất, P.edulis Sims, mới có tên gọi là Passion fruit. Trong loài này, có hai dạng phân biệt:
dạng đỏ tía (purple) – thông thường và dạng vàng (yellow) không chỉ ở màu sắc mà còn ở một số
đặc điểm khác.
Chanh dây đỏ tía (Purple passion fruit): Passiflora edulis Sims.
Chanh dây vàng (Yellow passion fruit): Passiflora edulis var. flavicarpa.
Chanh dây là loại cây leo nhiệt đới có nguồn gốc từ nam Brazil, sau đó được mang sang Úc
và Châu Âu từ thế kỷ XIX. Lá loại cây ăn trái có triển vọng ở các nước đang phát triển. Hiện tại,
Chương 2: Tổng quan GVHD: TS. Nguyễn Dương Tâm Anh
6
ở Việt Nam có hai loại chanh dây, một loại được chiết ghép với giống của Đài Loan, một loại
thuần Việt. Theo Đông y, các hợp chất trong chanh dây có tính hàn, giúp bổ dưỡng cho tim mạch,
lưu thông khí huyết, hạ thân nhiệt… Với các đặc tính trên, chanh dây ngày càng được chú ý khai
thác và nhân rộng, hướng tới canh tác theo quy mô công nghiệp.
Nước quả trái chanh dây có hương thơm, vị ngọt và có hàm lượng axit khoảng 2%. Dịch quả
có chứa nhiều vitamin A và C cùng nhiều nguyên tố vi lượng có ích cho tim mạch… Quả chanh
dây có vỏ dày nên thuận tiện cho việc vận chuyển và bảo quản.
Chương 2: Tổng quan GVHD: TS. Nguyễn Dương Tâm Anh
7
2.2.1.3. Hoa
Mọc ở trên mỗi đốt, có dạng đơn, có mùi thơm, rộng 5cm –8cm, gồm có 5 đài trắng hơi lục,
5 cánh trắng, màu tía đậm ở đáy. Hoa có 5 nhị có bao phấn, có bầu nhụy, vòi nhụy phân làm 3
nhánh tạo nên một cấu trúc nổi bật ở giữa. Dạng quả tía ra hoa vào mùa xuân và đầu mùa hè
(tháng 7 - tháng 11) và ra hoa lần nữa vào mùa thu và đầu mùa đông (tháng 2 - tháng 4). Hoa nở
vào lúc sáng sớm và tàn trước buổi trưa, hoa có khả năng tự tương hợp.
Hoa chanh dây có tác dụng an thần nhẹ và có khả năng “ru” ngủ. Hoa chanh dây đã và đang
được nhiều nước dùng để điều trị cho những trẻ em dễ bị kích động hoặc có vấn đề bất ổn về thần
kinh, chữa bệnh hen suyễn, rối loạn tiêu hóa, chứng mất ngủ và các khó chịu của hội chứng tiền
mãn kinh.
hơn trái chanh). Ngoài ra trong chanh dây còn có một tỉ lệ chất nhất định protein, lipid, các chất
khoáng và các chất vi lượng như sắt, photpho, kẽm, magnesium,… nhiều loại vitamin đặc biệt là
vitamin C và nhất là chất xơ. Về năng lượng cung cấp, chanh dây tương đương với xoài, xơri, về
magnesium tương đương với chuối [17]… Quả chanh dây có hai loại:
Dạng trái tím [18]: Có vỏ trái màu tím đến tím sậm, trái nhỏ. Trái nhỏ (đường kính 4 -
5cm), có tua dây, nhánh và gân lá màu xanh. Dạng này phổ biến ở vùng có khí hậu mát như Đà
Lạt, Tây Nguyên và cho hương vị trái ngon nhất.
Dạng trái vàng [18]: Vỏ trái màu vàng chanh. Trái lớn hơn dạng trái tím (6 - 12 x 4 - 7cm),
cây có tua dây, nhánh và gân lá ửng đỏ tím. Hoa lớn và có tràng màu tím sậm hơn dạng trái tím,
4: Hoa chanh dây
Chương 2: Tổng quan GVHD: TS. Nguyễn Dương Tâm Anh
9
đồng thời dây cũng mọc mạnh hơn. Quả chanh dây dạng này chịu nóng, thích hợp với vùng có độ
cao thấp (0 – 800m) như ở đồng bằng sông Cửu Long. 2.2.1.5. Hạt
Hạt chanh dây có dạng bẹt (một đầu nhọn và một đầu tròn), kích thước khá nhỏ, có màu
Khoáng
0.5 – 0.8%
ơ
0.6 – 0.8%
Ca
4 – 17mg
P
35 – 64mg
Fe
0.4 – 2.1mg
Vitamin C
30g
Vitamin A
700 – 2410 IU
Niacin
1.5 – 2.2mg
Đường
8.5g Glucid/ 100g
Acid citric
3.9/100g
Bảng 2.2: Sự khác nhau về thành phần dinh dƣỡng giữa nƣớc ép chanh dây đỏ và vàng [12]
(Giá trị được tính cho 100g thành phần ăn được).
Thành phần
Đơn vị
Dạng quả đỏ
Dạng quả vàng
Nước
g
85,620
84,210
Sắt
mg
0,240
0,360
Magie
mg
-
17,000
Photpho
mg
13,000
25,000
Kali
mg
-
278,000
Natri
mg
-
6,000
Vitamin C
mg
29,800
18,200
Riboflavin
mg
0,131
0,101
Niacin
mg
giật (trong động kinh), giảm cơn đau bụng cơ năng và đau bụng kinh.
Ở nhiều nước, người ta dùng trái chanh dây để chế biến thành nhiều thứ bánh ngọt khác
nhau, kết hợp hoặc không kết hợp với các loại trái cây khác để làm kem, yaourt… Còn ở nước ta,
cách dùng phổ biến nhất là nấu với nước đường và pha với đá để làm nước uống giải khát. Chanh
dây cũng là món uống tuyệt vời khi được trộn chung với sữa đặc. Hương thơm đặc trưng của
chanh dây cùng vị chua nhè nhẹ kết hợp với vị béo và ngọt của sữa tạo thành một món giải khát
hỗn hợp rất ngon và độc đáo.
2.3. Tổng quan về nấm men [4]:
2.3.1. Đặc điểm hình thái, kích thƣớc tế bào nấm men [4]:
Nấm men thường được sử dụng trong sản xuất vang là các chủng thuộc giống
Saccharomyces. Nó nằm trong giới nấm (Fungi), thuộc nấm thật (Eumycophyta) (theo W. Carrol
Frazier):
Lớp Ascomycetes
Bộ Endomycetales
Họ Endomycetaceae
Họ phụ Saccharomyceteae
Giống Saccharomyces
Nấm men Saccharomyces thường có cấu tạo đơn bào, có nhân thật, hình tròn, hình trứng hay
bầu dục, hình dài hoặc hình elip. Kích thước tế bào thay đổi rất nhiều tùy thuộc giống, loài,
chủng. Nói chung kích thước tế bào nấm men khá lớn, to hơn tế bào vi khuẩn một cách rõ rệt.
Các loài nấm men đơn bào được sử dụng trong công nghiệp thường có kích thước (3 – 5) x 5 x 10
Chương 2: Tổng quan GVHD: TS. Nguyễn Dương Tâm Anh
13
m, nặng 10-12 pg ( 1pg = 10
-12
g). Trong tự nhiên, chúng có mặt ở khắp mọi nơi: trong hoa quả,
trong đất, nước…
2.3.2. Cấu tạo tế bào nấm men [2], [4], [5], [13]
Tế bào nấm men có cấu tạo rất phức tạp. Người ta chia thành các thành phần: thành tế bào,
tế bào chất và các thành phần khác
2.3.2.6. Nhân
Nấm men có nhân thật, hình tròn hoặc ovan được bọc bởi hai lớp màng mỏng, kích thước
1 - 2 m, hai lớp màng này liên hệ với nhau qua lỗ màng nhân. Lỗ màng nhân kiểm tra toàn bộ
quy trình trao đổi chất của tế bào. Nhân của tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae chứa 17
đôi nhiễm sắc thể [2]. Nhân cấu tạo bởi protein, ADN (acid dezoxiribonucleic), ARN (acid
ribonucleic) và nhiều enzym. Nhân quyết định tính di truyền và tham gia tất cả các hoạt động
sống của nấm men.
2.3.2.7. Không bào
Trong mỗi một tế bào nấm men có một hoặc nhiều không bào. Không bào chứa đầy dịch
tế bào, bên ngoài được bao bọc bởi một lớp màng lypoprotein gọi là màng không bào. Hình dạng
không bào có thể thay đổi tùy theo tuổi và trạng thái sinh lý của tế bào. Không bào có chức năng
quan trọng là điều hòa áp suất thẩm thấu bên trong tế bào, là nơi xảy ra các quá trình oxy hóa khử
và là nơi tích lũy nhiều chất dinh dưỡng dự trữ khác nhau [5].
2.3.2.8. Volutin
Volutin thường thấy trong không bào. Nó không phải là thành phần cấu trúc của tế bào.
Chúng chỉ thấy xuất hiện ở điều kiện đặc biệt khi nuôi cấy trong môi trường giàu carbohydrate và
photphat vô cơ. Trong điều kiện lên men tế bào thường chứa ít hạt volutin hơn khi phát triển
trong điều kiện hiếu khí.
Volutin đóng vai trị quan trọng sau:
+ Là chất dự trữ các chất dinh dưỡng của tế bào.
+ Tham gia vào việc điều hòa quá trình sinh trưởng, phát triển của tế bào.
+ Làm nguồn năng lượng cho tế bào như polyphotphat của volutin dùng làm nguồn năng
lượng cho quá trình sinh hóa học của tế bào, thông qua hệ thống ATP.
2.3.2.9. Mạng lƣới nội chất
Là một hệ thống phức tạp, tham gia vào quá trình tổng hợp lipid và vận chuyển các chất
trong tế bào.
Copyright: Tài liệu đại học ©